[论文解读] VLT observations of GRB 990510 and its environment

K. Beuermann, F. V. Hessman+11 more|arXiv (Cornell University)|Sep 2, 1999

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 12

一句话总结

本研究基于VLT/Antu对GRB 990510余晖在爆发后第8天至第29天的观测，发现其光学光变曲线从R=24.2衰减至~26.4，光谱通量分布与喷流结构的同步辐射发射一致。数据支持该余晖为喷流状喷出物，尽管在3-σ置信水平下，无法排除存在一个较暗的前身超新星（R>27.4）或星系（R>27.6）。

ABSTRACT

We present BVRI photometry and spectrophotometry of GRB990510 obtained with the ESO VLT/Antu telescope during the late decline phase. Between days 8 and 29 after the burst, the afterglow faded from R=24.2 to ~26.4. The spectral flux distribution and the light curve support the interpretation of the afterglow as synchrotron emission from a jet. The light curve is consistent with the optical transient alone but an underlying SN with maximum brightness R>27.4 or a galaxy with R>27.6 (3-sigma upper limits) cannot be ruled out. To a 5-sigma detection threshold of R=26.1, no galaxy is found within 6'' of the transient. A very blue V~24.5 extended object which may qualify as a starburst galaxy is located 12'' SE, but at unknown redshift.

研究动机与目标

• 利用高精度测光与光谱测光，表征GRB 990510在余晖晚期衰减阶段的光学余晖特性。
• 确定余晖光变曲线与光谱能量分布是否支持喷流状喷出物模型。
• 在爆发附近区域搜索并排除或限制超新星或宿主星系的存在。
• 评估在5-σ检测阈值下，靠近余晖区域的微弱扩展源的可探测性。

提出的方法

• 利用欧洲南方天文台VLT/Antu望远镜，在爆发后21天内对余晖进行BVRI测光与光谱测光。
• 测量从第8天的R=24.2到第29天的~26.4的流量衰减，追踪余晖的衰减行为。
• 分析光谱通量分布，检验其与相对论性喷流同步辐射的一致性。
• 应用5-σ检测阈值R=26.1，在余晖位置周围6''范围内搜索任何扩展或微弱源。
• 识别并评估位于东南方向12''处的一个非常蓝且扩展的天体，可能为星暴星系，但其红移尚不明确。
• 计算在3-σ置信水平下对任何潜在超新星或宿主星系的上限，分别设定为R>27.4和R>27.6。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRB 990510的光学余晖光变曲线是否与喷流状同步辐射发射模型一致？
• RQ2 在5-σ检测阈值下，能否在余晖附近探测到微弱的前身超新星或宿主星系？
• RQ3 位于余晖东南方向12''处的蓝色扩展天体的性质及其红移为何？
• RQ4 观测到的流量衰减与光谱能量分布如何约束喷出物的物理参数？
• RQ5 在观测时刻，任何未探测到的超新星或宿主星系的亮度上限是多少？

主要发现

• 余晖在爆发后第8天至第29天期间，从R=24.2衰减至~26.4，与幂律衰减一致。
• 光谱通量分布与光变曲线最符合相对论性喷流的同步辐射发射解释。
• 基于数据，在3-σ置信水平下，无法排除最大亮度R>27.4的超新星存在。
• 同样，在3-σ置信水平下，R>27.6的宿主星系也未被排除，表明可能存在微弱的背景发射。
• 在5-σ检测阈值R=26.1下，未在余晖周围6''范围内探测到星系，表明其附近无明亮宿主星系。
• 位于东南方向12''处的非常蓝且扩展的天体可能为星暴星系，但其红移未知，且与爆发的关联性尚不明确。